中学社会668782 views
小学理科719898 views
中学英語811754 views
Computer368134 views
教育149515 views
世界の国564562 views
高校日本史190578 views
りんご209693 views
高校生物551780 views
中学理科1630686 views
Help
Tools
NewsSpreadsheetCalendarBookkeepingMarkdown TablesLanguage Model NewsSlidesTier ListPen ToolIllustrationCrayonWatercolorPixel ArtASCII ArtPerspectiveEndless StairsGraphMind MapER DiagramFamily TreeMemeCurved TextImage EditorMosaicRetro FilterPencil SketchSwirl EffectLine ArtOCR/HighlighterMakeup EditorFaviconVideo TrimmerScrolling VideoVideo TitleColor PickerColor ExtractorBonfireFireworksCherry BlossomWater RippleWater SplashBreaking GlassGlass TextureFabric TextureWood GrainMarble TextureBrick Wall TextureMetal TextureWashi Paper TextureCardboard TextureCSS ButtonIcon MakerBar ChartGrouped Bar ChartStacked Bar ChartPie ChartLine ChartArea ChartStacked Area ChartScatter Plot3D Bar Chart3D Pie ChartBar Chart RaceBubble ChartPopulation PyramidPictogramEarningsCandlestick ChartInvestment RiskMortgage SimulatorCalculatorMatrix CalculatorFunction GraphPolynomial ExpansionVenn DiagramField VisualizerRubik's Cube Group TheoryTraveling SalesmanVoronoi and DelaunayFractalColumn ArithmeticDraw Math FiguresArithmetic AnimationArithmetic Word ProblemsCounting with Tree DiagramsCube NetsRolling DiceCross SectionsMotion PathMechanicsWavesElectromagnetic WavesCapacitorsLight and LensesThermodynamicsHow Semiconductors WorkMolecular StructuresAtomic OrbitalsElectrochemical CellsChemical EquilibriumCrystal LatticesBuffer pHOrganic Reaction MapPeriodic TableComplex IonsDNA Double HelixCell DivisionMembrane ChannelsNerve ImpulseMuscle ContractionHormones and HomeostasisRock ClassificationWeatherConstellationsSolar and Lunar Eclipses3D ModelingFloor PlanSeismic StructuresIntersection TurnMaglevCooking AnimationOrigamiLive Viewer CountGeoJSON MapRailway MapPopulation MapCrime MapLand Price MapSchool MapShrine and Castle MapHouse of Representatives MapWord MapSolitaireReversiHakoiri MusumeChessHamburgerRippleSlide Puzzle MakerNeon PinballNovel MakerJapanese Typing PracticePiano Score EditorMusic TheoryShogi StrategyPiano Rhythm Game

English

黄金比はなぜ 1.618…になるのか?1 つの比例式から導く

黄金比は です。 が出てくるのは、比例式 1 本を 2 次方程式に直したからにすぎません。

出発点は「全体と長いほうの比が、長いほうと短いほうの比に等しい」という 1 行だけ[1]。そこから値までは数行で着きます。

定義の比例式

線分を長さ の 2 つに分けます。 とする。

全体は です。この分け方が黄金比になるのは、次が成り立つとき[1]

比の値を と置きます。左辺は

2 次方程式に直す

左辺と右辺を で書き直すと、次の等式になります。

両辺に を掛けて整理する。 なので です[2]

canvas: 式は呼び出しにそのまま書いてください。この引数は焼けません -> drawMath(… wayLine[wayIndex][0] …)

解の公式に当てると 。判別式が なので、 が現れます。

負の解を捨てる

は負の数です。 は長さの比なので正でなければならない。

したがって答えは に決まります。この値を と書くのがふつうです[1]

なので

逆数が自分から 1 を引いた数になる

には目立つ性質があります[1,2]

で、小数部分がそっくり同じ。もとの方程式 で割れば出ます。

という関係は、次数を 1 つ下げる道具になります。

。係数がフィボナッチ数列で伸びていく。

例:べき乗を次数下げで出す

を使って、 を求めます。

係数は と並びます。フィボナッチ数列そのもの。

数値で確かめると 。合っています。

例:フィボナッチ数列の比

と続く数列で、隣どうしの比を出します。

。上下に振れながら に近づきます。

比を とすると、数列の作り方から のみたす式と同じ形です。

例:正五角形の対角線

1 辺の長さが の正五角形で、対角線の長さは になります。

対角線どうしが交わってできる小さな正五角形にも、同じ比が現れる。図形の中で が何度も出てくる理由です。

という関係もここから出ます。

連分数で書く

の右辺の に、同じ式をくり返し入れます[1]

だけが並ぶ形になります。分数で近づけにくい数の代表として知られる形です。

をみたす正の数 について、 の 1 次式で表すとどれですか。

__RESULT__

です。係数はフィボナッチ数列で伸びます。

比例式を の式に直し、2 次方程式を解く。黄金比の は、判別式が になることだけから来ています。

出典

Golden ratio - Wikipedia
Goldener Schnitt - Wikipedia
$\frac{1+\sqrt{5}}{2} = 1.6180339887\ldots$ の $\sqrt{5}$ は、判別式が $5$ になることだけから来ています。出発点は「全体と長いほうの比が、長いほうと短いほうの比に等しい」の 1 行。比を $x$ と置くと $1 + \frac{1}{x} = x$ になり、整理すれば $x^2-x-1=0$ です。負の解は長さの比になれないので落ちる。$\frac{1}{\varphi} = \varphi - 1$ という性質、$\varphi^2 = \varphi+1$ を使った次数下げで係数がフィボナッチ数列で伸びること、隣どうしの比が $\varphi$ へ寄っていくところまで扱いました。